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着装人体热应激评估中热生理模型的研究进

展

作者：刘冰清王中昱王云仪

来源：《丝绸》2024年第05期

humanbodies

摘要：

在消防及工业场景中，穿戴防护服的作业人员于高温热环境下工作，可能面临体温升高、

脱水、疲劳及中暑等热应激问题。相较于真人实验、假人测试及热应力预测模型，热生理模型

具有建模灵活、预测稳定等优势，已被广泛应用于高温环境中的热应激评估。文章从人体建模

仿真、人体环境传热模型和服装传热模拟三个方面，归纳了热生理模型评估的影响因素，并展

望了未来研究的发展方向。首先，结合生理学、神经科学等领域的研究，以提高高温环境下人

体热调节模拟的准确性;其次，整合动态传热系数于人体与环境传热模型，克服模型区段差异

和高温热传递模拟的挑战;最后，进一步细化服装模型，并加强与热生理模型的结合。

关键词：

热生理模型;防护服;人体安全评估;热应激;体温调节

中图分类号：

TS941.16

文献标志码：

A

文章编号：（2024）05期数0069起始页码09篇页数

：DOI10.3969/j.issn.1001-7003.2024.05期數.009（篇序）

收稿日期：

修回日期：

基金项目：

中央高校基本科研业务费专项基金项目（2232023G-08）;上海市科学技术委员会“科技创

新行动计划”“一带一路”国际合作项目（21130750100）

作者简介：

刘冰清（1999），女，硕士研究生，研究方向为服装舒适性与功能服装。通信作者：王云

仪，教授，*****************.cn。

在工业作业和消防救援过程中，作业人员经常面临外界高温、烈火、强辐射及蒸汽等极端

环境的威胁［1］，同时负担高强度的工作任务。他们穿戴的隔热防护装备，虽具有良好的隔

热性能，但其有限的蒸汽渗透性制约了热湿传递，使得人体内部的代谢产热难以充分散失，从

而增加作业人员生理负担的压力，导致体温失衡［2］。

在高负荷工作、防护服和极端热环境的综合作用下，作业人员将产生一系列热应激反应，

可能威胁人的生命安全［3］。热应激评估不仅能确定作业环境中潜在的热风险和不适情况，

有助于及时调整各项环境参数如温度、湿度、通风控制等，以提供更舒适和安全的工作环境;

同时，热应激可能会导致作业人员出现疲劳、注意力分散和工作效率降低等问题［4］，通过

评估安全状态并采取相应的措施，可以提高作业人员的舒适性和工作效率，进而提高整体生产

力。然而，现有的评估方法存在一些局限性：真人实验成本高且存在安全风险;假人测试难以

实现环境的动态响应;而现有的热应力预测模型更适用于稳态热环境［5］，面对复杂热环境时

评估能力不足，这些问题凸显了更为精细、全面的热应激评估工具的重要性。因此，热生理模

型的开发和应用成为高温环境下人体热应激评估领域的重要研究方向。

本文分析了热生理模型相对实验研究方法的优势，重点讨论了影响模型评估的关键因素，

为后续热生理模型的建模方法优化及预测精度提升的深入研究提供路径参考，以期促进热环境

下着装人体热应激评估技术的发展，以及进一步建立个体防护策略，保障作业人员的健康与安

全。

着装1人体热应激的评估方法

在评估高温环境下着装人体的热应激反应时，学者们主要从实验研究与模型预测的角度展

开研究，分析人体生理参数的变化，并结合生理指标的安全阈值，确定最大工作时间，进而判

断热环境下人体的安全状态。

实验研究1.1

实验研究在热应激评估中处于关键的地位，通过实验评估高温环境下着装人体热应激时，

可以采用真人实验和假人测试两种方法。

1.1.1真人实验

真人实验通常在环境参数可控的人工气候舱内进行，受试者穿着各类防护装备进行体力劳

动，通过对生理指标的实时监测，跟踪人体安全状态的变化。一些研究直接测取人体

热生理指标进行热应激评估。其中，有学者探究了人体各项生理指标的影响机制，如Kim

等［6］设置两种实验条件，通过分析消防员核心温度和皮肤温度的变化，研究不同环境参

数、劳动强度对人体热生理反应的影响;Marszaek等［7］与Furmaski等［8］从面料配置、服

装搭配等角度，探究消防员在不同劳动强度下的热应激状态，旨在明确防护服设计对于改善热

应